Quanto pesa um quilograma? Os cientistas têm explorado esse problema aparentemente simples há centenas de anos.
Em 1795, a França promulgou uma lei que estipulava o "grama" como "o peso absoluto da água em um cubo cujo volume é igual a um centésimo de metro cúbico na temperatura em que o gelo derrete (ou seja, 0°C)". Em 1799, os cientistas descobriram que o volume da água é mais estável quando a densidade da água é máxima a 4°C, então a definição do quilograma mudou para "a massa de 1 decímetro cúbico de água pura a 4°C". Isso produziu um quilograma original de platina pura, definido como igual à sua massa, o que é chamado de quilograma de arquivo.
Este quilograma histórico tem sido usado como referência por 90 anos. Em 1889, a Primeira Conferência Internacional de Metrologia aprovou uma réplica em liga de platina-irídio, a mais próxima do quilograma histórico, como o quilograma original internacional. O peso do “quilograma” é definido por um cilindro de liga de platina-irídio (90% platina, 10% irídio), com aproximadamente 39 mm de altura e diâmetro, que atualmente está armazenado em um porão nos arredores de Paris.
quilograma original internacional
Desde o Iluminismo, a comunidade de topografia tem se dedicado a estabelecer um sistema universal de levantamento topográfico. Embora seja viável utilizar objetos físicos como referência de medição, a facilidade com que esses objetos são danificados por fatores humanos ou ambientais, afetando sua estabilidade, fez com que a comunidade de topografia buscasse abandonar esse método o mais rápido possível.
Após a adoção da definição internacional original do quilograma, surge uma questão que preocupa muito os metrologistas: quão estável é essa definição? Ela sofrerá alterações ao longo do tempo?
É importante mencionar que essa questão foi levantada no início da definição da unidade de massa quilograma. Por exemplo, quando o quilograma foi definido em 1889, o Bureau Internacional de Pesos e Medidas produziu sete pesos de quilograma em liga de platina-irídio, sendo um deles o quilograma original internacional, usado para definir a unidade de massa quilograma, e os outros seis pesos, feitos do mesmo material e pelo mesmo processo, usados como referências secundárias para verificar se havia alguma variação entre eles ao longo do tempo.
Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento de tecnologias de alta precisão, também precisamos de medições mais estáveis e precisas. Portanto, foi proposto um plano para redefinir a unidade básica internacional com constantes físicas. Usar constantes para definir unidades de medida significa que essas definições atenderão às necessidades da próxima geração de descobertas científicas.
De acordo com os dados oficiais do Bureau Internacional de Pesos e Medidas, no período de 100 anos entre 1889 e 2014, a consistência de qualidade entre outros quilogramas originais e o quilograma original internacional variou em cerca de 50 microgramas. Isso demonstra um problema na estabilidade do padrão físico da unidade de qualidade. Embora uma variação de 50 microgramas pareça pequena, ela tem um grande impacto em alguns setores industriais de alta tecnologia.
Se as constantes físicas básicas forem usadas para substituir o quilograma como referência física, a estabilidade da unidade de massa não será afetada pelo espaço e pelo tempo. Portanto, em 2005, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas elaborou uma estrutura para o uso de constantes físicas básicas na definição de algumas unidades básicas do Sistema Internacional de Unidades. Recomenda-se que a constante de Planck seja usada para definir a unidade de massa quilograma, e laboratórios nacionais competentes são incentivados a realizar pesquisas científicas relacionadas.
Portanto, na Conferência Internacional de Metrologia de 2018, os cientistas votaram pelo desmantelamento oficial do protótipo internacional do quilograma e pela mudança da constante de Planck (símbolo h) como o novo padrão para redefinir o “kg”.
Data da publicação: 05/03/2021